Երկրից դուրս կյանքի որոնումը ժամանակակից աստղագիտության ամենաբարդ խնդիրներից է։ Արդեն իսկ հայտնաբերված հազարավոր էկզոմոլորակները և Ծիր Կաթինում միլիարդավոր պոտենցիալ թեկնածուները պահանջում են ընտրության արդյունավետ եղանակներ։ Ստենֆորդի համալսարանում մշակված նոր մոդելն առաջարկում է զտել քարքարոտ աշխարհները՝ ըստ միլիարդավոր տարիների ընթացքում մթնոլորտը պահպանելու նրանց ունակության։

STEHM. ֆիլտր պոտենցիալ բնակելի մոլորակների համար

Մոդելն ստացել է Smaller Than Earth Habitability Model (STEHM) անվանումը՝ «Երկրից փոքր մոլորակների բնակելիության մոդել»։ Այն գնահատում է, թե արդյոք փոքր քարքարոտ մոլորակը կարող է ձևավորել և երկրաբանական դարաշրջանների ընթացքում պահպանել խիտ մթնոլորտ։ Սա կրիտիկականորեն կարևոր է, քանի որ առանց կայուն մթնոլորտի մոլորակն ընդունակ չէ պահպանել հեղուկ ջուր, պաշտպանել մակերևույթը կոշտ ճառագայթումից և ապահովել հարաբերականորեն կայուն կլիմա։

«Այնտեղ կյանքի նշանների առկայության մասին հասկանալու միակ միջոցը այդ մոլորակների մթնոլորտների ուսումնասիրությունն է»,— նշել է հետազոտության առաջատար հեղինակ Միշել Հիլը։

Նախկինում հիմնական չափանիշը մոլորակի պատկանելությունն էր աստղի բնակելիության գոտուն՝ այն տարածքին, որտեղ ջերմաստիճանը տեսականորեն թույլ է տալիս հեղուկ ջրի գոյությունը։ Սակայն միայն դիրքը բավարար չէ։ STEHM-ն ավելացնում է վերլուծության երկրորդ կարևոր շերտը՝ մթնոլորտը պահելու ունակությունը։

Ինչպես է աշխատում մոդելը

Հետազոտողներն օգտագործել են ExoPlex սիմուլյացիոն կոդը և մոդելավորել վեց քարքարոտ աշխարհներ՝ Երկրի չափսերի կեսից մինչև ամբողջական չափսերով։ Նրանք հաշվի են առել մոլորակի կառուցվածքը, հրաբխային ակտիվությունը, ներքին ջերմությունը և աստղային ճառագայթման ազդեցությունը։

Մոդելը հաջողությամբ անցել է ստուգումը իրական օրինակների վրա. այն ճիշտ վերարտադրել է Վեներայի խիտ ածխաթթվային մթնոլորտը և Մարսի կողմից մթնոլորտի երկարաժամկետ կորուստը։

Գլխավոր եզրահանգումները

Համաձայն արդյունքների՝ Երկրի չափսերի առնվազն 80%-ն ունեցող քարքարոտ մոլորակները կարող են պահպանել մթնոլորտը 10 միլիարդ տարի և ավելի, եթե դրանք գտնվում են Արևի նման աստղերի շուրջ ձևավորված բնակելիության գոտում։ Ավելի փոքր չափսերի մոլորակները մթնոլորտը կորցնում են զգալիորեն ավելի արագ, թեև Երկրի մոտ 70%-ի չափսերն ունեցող աշխարհները դեռևս կարող են բնակելի լինել առանձնահատուկ բարենպաստ պայմանների դեպքում։

Կարևոր դեր են խաղում ածխածնի նախնական պարունակությունը և այն տարրերը, որոնք ջերմություն են գեներացնում ու պահպանում հրաբխականությունը։ Այս գործոններն ուղղակիորեն ազդում են մթնոլորտի երկարաժամկետ «կենսունակության» վրա։

Ինչու է սա կարևոր արտերկրային կյանքի որոնման համար

Մթնոլորտը հնարավոր կյանքի հիմնական ինդիկատորն է (ցուցիչը)։ Հենց դրա քիմիական կազմով է (սպեկտրոսկոպիայի օգնությամբ), որ աստղագետները հույս ունեն հայտնաբերել բիոսիգնատուրաներ (կենսանշաններ)։ Նոր մոդելը թույլ կտա ավելի արդյունավետ օգտագործել հզոր աստղադիտակների դիտարկումների թանկարժեք ժամանակը՝ զտելով քիչ հեռանկարային թիրախները։

STEHM-ը հատկապես օգտակար կլինի ապագա առաքելությունների համար, ինչպիսին է եվրոպական PLATO տիեզերական աստղադիտակը, որը քարքարոտ մոլորակներ է փնտրելու մոտակա աստղերի շուրջ։

Միշել Հիլն ընդգծում է, որ կյանքի որոնումը վերաբերում է ոչ միայն «որտեղ»-ին, այլև «երբ»-ին։ Հնարավոր է, որ մենք պարզապես չափազանց վաղ ենք հայտնվել տիեզերական պատմության մեջ. շատ մոլորակներ դեռ չեն հասցրել զարգացնել կյանքի համար կայուն պայմաններ կամ արդեն կորցրել են դրանք։

Կարճ ասած

Ստենֆորդի նոր STEHM մոդելն օգնում է ընտրել առավել հեռանկարային քարքարոտ էկզոմոլորակները՝ ըստ միլիարդավոր տարիներ մթնոլորտը պահելու նրանց ունակության։ Արևանման աստղերի շուրջ բնակելիության գոտում գտնվող և Երկրի չափսերի 80%-ից սկսվող մոլորակները լավագույն թեկնածուներն են։ Մոդելը լրացնում է բնակելիության գոտու դասական չափանիշը և թույլ կտա աստղագետներին ավելի արդյունավետ ծախսել աստղադիտակների ժամանակը հեռավոր աշխարհների մթնոլորտներում կյանքի նշանների որոնման վրա։ Հետազոտությունը հրապարակվել է հունիսի 4-ին Planetary Science Journal ամսագրում։